JP4996017B2

JP4996017B2 - 受電電力調整装置ならびに自家発電装置およびその制御方法

Info

Publication number: JP4996017B2
Application number: JP2001178255A
Authority: JP
Inventors: 裕二中井
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2001-06-13
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2021-06-13
Also published as: JP2002374629A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自家用の発電機を商用電源と系統連系させる際に、受電電力が一定値以上となるように制御して、逆潮流を防ぐための受電電力調整装置ならびに自家発電装置およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、コージェネレーションシステムなどの自家用の発電機を商用電源に接続し、系統連系を行う場合に、現状では一般に「逆潮なし」、すなわち、発電機から出力される電力を商用電源に流さない運転が行われている。自家用の発電機と商用電源とを併用するのは、発電機の容量を負荷の頻度などを考慮して効率が高くなるように設定し、不足する電力を商用電源から補充するためなどの理由による。発電機は負荷に応じて出力が制御されるけれども、負荷の急激な変化に対しては充分に追従させることは困難である。このため、負荷が急激に減少するときに、発電機の出力が負荷を超えてしまい、商用電源側に流れる逆潮流が生じやすくなる。
【０００３】
図１１は、逆潮流を行わないようにするために、一般に行われている受電電力一定制御の考え方を示す。この制御では、一定値以上の電力を商用電源から発電機設置者の構内に流す制御を行う。負荷電力が増大すると、発電機の最大出力を超える分は、商用電源から供給される。発電機を設置している構内における負荷変動は急峻であるので、負荷の急激な減少時には、前述のように発電機の出力制御が追従しきれず、発電機の出力が負荷を上回ってしまう可能性がある。このような負荷変動時に電力が商用電源側へ流れる可能性を回避するため、受電点で電力監視を行い、商用電源から一定値以上の電力を構内へ受電するようにしておく。発電機の出力が負荷の減少に追従するまでの過度的な過剰電力は、その一定値の電力の範囲内で吸収され、逆潮流を防ぐことができる。
【０００４】
なお、特開平１０−１５０４８３号公報には、負荷電力が急減する場合に、フライホイール発電電動機で電力を吸収し、負荷電力が急増する場合に、フライホイール発電電動機を発電機として機能させ、負荷変動を平準化させる先行技術が開示されている。
【０００５】
図１２は、自家用の発電機を商用電源と併用する場合に、商用電源の異常時対策として、商用電源の停電を検出して発電機と発電機に接続されている負荷とを切離すことができる自家発電装置１の概略的な構成を示す。自家発電装置１では、発電機２の負荷を、重要負荷３と一般負荷４とにグループ分けしておく。重要負荷３は発電機２に直接接続し、一般負荷４は発電機２から遮断器５を介して接続する。発電機２は、商用電源６と系統連系し、一般負荷４は商用電源６側に接続する。ただし、発電機２と重要負荷３との間には連系用遮断器７が接続され、商用電源６と一般負荷４との間には受電用遮断器８が接続される。商用電源６の電圧は、変圧器９を介して停電検出装置１０によって検出され、停電などの異常時には、停電検出装置１０から遮断器５に対して遮断指令が与えられ、遮断器５を開放する制御が行われる。遮断器５の開放によって、発電機２の出力から一般負荷４が切離され、重要負荷３のみを発電機２の負荷として、電力供給を続けることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述のような受電電力一定制御を行うと、負荷変動が小さく、負荷が比較的安定しているときでも、負荷に供給する発電機出力を一定の受電電力だけ少なくしなければならず、発電機出力が制限される。このため、負荷率・稼働率の低下、発電効率の低下などの問題が生じる。
【０００７】
また、負荷変動量が多い場合には、受電電力一定量を多くする必要が生じる。このため、発電機は容量選定の段階で、小さな発電出力のものしか選択することができず、コージェネレーションシステムなどでは、熱出力との均衡上から最適と考えられる容量を選定することが不可能となってしまう。
【０００８】
特開平１０−１５０４８３号公報の先行技術では、第［００１８］段落の前半に記載されているように、「受電電力平準化装置１０は、急激な負荷の変動をフライホイール発電電動機１４のエネルギーの蓄勢、放勢によって瞬時に吸収」することに関する構成や動作については比較的詳細に記載されている。しかし、第［００１８］段落の後半に記載されている「変動不可分をゆっくり自家発電機２側に移行させる働きをする」ことについては、何も記載されていない。自家発電機２の制御については、公開公報の図４に示される従来技術と同様であり、第［０００２］段落に記載されているように、受電電力値に基づいて自動負荷制御器６が負荷設定器７を調整すると考えられる。公開公報の図１では、自動負荷制御器６には、受電電力平準化装置１０からの出力は何も与えられていない。したがって、負荷が減少して、余剰の電力を受電電力平準化装置１０で吸収すると、自動負荷制御器６に対しての入力となる受電電力は、見かけ上変動がないこことになり、自家発電機２の出力低下の制御が遅れ、受電電力平準化装置１０が吸収する電力を自家発電機２から供給し続けることになってしまう。
【０００９】
さらに、図１２に示すような商用電源異常時の対策では、発電機２を用いることによって、重要負荷３に対して無停電とすることが可能であるけれども、異常を検出してから遮断器５の切離しが行われる時間に、電圧低下が生じてしまう。
【００１０】
本発明の目的は、負荷の変動に応じて電力を吸収しても、発電機の出力低下を迅速に行うことができ、また吸収した電力を異常検出時などに有効に利用することができる受電電力調整装置ならびに自家発電装置およびその制御方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、発電機を商用電源に系統連系して接続する際に、逆潮流を防ぐため、負荷が少ないときに発電機の出力を抑えて、常に一定量以上の電力を受電するように制御を行う受電電力調整装置において、
負荷の急激な減少時に発電機から出力される電力を蓄積し、放出することが可能な電力蓄積手段と、
前記商用電源から受電する電力の電力値である受電電力値（Ｅ）を検出する電力変換器と、
前記電力蓄積手段に蓄積または放出される電力の電力値である入出力電力値（Ｆ）を演算する電力演算部と、
前記電力変換器によって検出された受電電力値（Ｅ）と、前記電力演算部によって演算された入出力電力値（Ｆ）との差を算出し、この差として算出された電力値（Ｅ０）を受電電力の目標値（Ｍ）から差引いた分の電力を、前記電力蓄積手段に蓄積または放出させるとともに、電力値（Ｅ０）に基づいて発電機の出力を制御する発電制御手段とを含むことを特徴とする受電電力調整装置である。
【００１２】
本発明に従えば、受電電力調整装置は、発電機を商用電源に系統連系して接続する際に、逆潮流を防ぐため、負荷の少ないときに発電機の出力を抑え、常に一定量以上の電力を受電するように制御を行うために、電力蓄積手段と、電力変換器と、電力演算部と、発電制御手段とを含む。電力蓄積手段は、負荷の急激な減少時に発電機から出力される電力を蓄積し、放出することが可能である。電力蓄積手段としては、たとえばキャパシタやバッテリなどの電荷で電力を蓄積する蓄電体や、フライホイールなどのように、電力を運動エネルギに変換して蓄積する機構を採用することができる。電力変換器は、商用電源から受電する電力の電力値である受電電力値を検出する。電力演算部は、電力蓄積手段に蓄積または放出される電力の電力値である入出力電力値を演算する。発電制御手段は、電力変換器によって検出された受電電力値と、電力演算部によって演算された入出力電力値との差を算出し、この差として算出された電力値（Ｅ０）を受電電力の目標値（Ｍ）から差引いた分の電力を、前記電力蓄積手段に蓄積または放出させるとともに、電力値（Ｅ０）に基づいて、発電機の出力を制御する。したがって、発電制御手段は、負荷の急激な減少時に、電力蓄積手段が吸収する電力を除外した受電電力を一定量以上にする制御を行うことによって、迅速に、負荷の減少に追従して発電出力を減少させることができる。
【００１３】
また本発明で、前記電力蓄積手段は、常時の微少な負荷変動として予め設定される範囲の電力を蓄積可能な容量を有し、
該範囲を超える過剰な電力を消費可能な電力消費手段をさらに含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、電力蓄積手段の容量を、常時の微少な負荷変動として予め設定される範囲の電力を蓄積可能な値とし、この範囲を超える過剰な電力を電力消費手段で消費させることが可能であるので、電力蓄積手段の容量を電力の蓄積と放出とを行う頻度が高い範囲に設定して、高価な電力蓄積手段を効率よく使用することができる。たとえば電気炉などのような大電力を使用する負荷の急峻な負荷変動など、頻度が少ない過剰な電力の発生に対しては、たとえば抵抗器などの電力消費手段で消費させ、逆潮流を確実に防ぐことができる。大容量の電力蓄積手段を用いる必要がないので、コスト低減も図ることができる。
【００１５】
また本発明は、前記電力蓄積手段に蓄積される電力を、負荷に直接供給可能な蓄積電力供給手段をさらに含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、電力蓄積手段に蓄積される電力を、蓄積電力供給手段によって負荷に直接供給可能であるので、商用電源や自家用発電機の停電などの異常時に、電力蓄積手段を無停電電源として利用することができ、重要な負荷に対して常時電力供給を安定に行うことができる。自家用発電機と組合わせるので、通常の無停電電源装置と比較して、電力蓄積手段の容量を極めて小さくすることができる。
【００１７】
さらに本発明は、先述のいずれかに記載の受電電力調整装置と、
該受電電力調整装置の発電制御手段によって出力が制御される発電機とを含むことを特徴とする自家発電装置である。
【００１８】
本発明に従えば、受電電力調整装置で、負荷の急激な減少時に発電機から発電される余分な電力を吸収しながら、発電機の出力を低下させる制御を迅速に行い、自家発電の効率および信頼性を高めることができる。
【００１９】
さらに本発明は、商用電源に系統連系して接続され、逆潮流を防ぐため、負荷の少ないときでも常に一定量以上の電力を受電するように制御を行いながら、発電機の出力を制御する自家発電装置の制御方法において、
負荷の急激な減少時に発電機から出力される電力を蓄積し、蓄積された電力を負荷に放出することが可能な電力蓄積手段を、発電機の出力線に接続しておき、
前記商用電源から受電する電力の電力値である受電電力値（Ｅ）を、電力変換器によって検出し、
前記電力蓄積手段に蓄積または放出される電力の電力値である入出力電力値（Ｆ）を、電力演算部によって演算し、
前記電力変換器によって検出された受電電力値（Ｅ）と、前記電力演算部によって演算された入出力電力値（Ｆ）との差を算出し、この差として算出された電力値（Ｅ０）を受電電力の目標値（Ｍ）から差引いた分の電力を、前記電力蓄積手段に蓄積または放出させるとともに、電力値（Ｅ０）に基づいて発電機の出力を制御することを特徴とする自家発電装置の制御方法である。
【００２０】
本発明に従えば、発電機を商用電源に系統連系して接続する際に、逆潮流を防ぐため、負荷の少ないときでも発電機の出力を抑え、常に一定量以上の電力を受電するような制御を行う。負荷の急激な減少時に発電機から出力される電力を電力蓄積手段に蓄積して吸収することが可能であるので、逆潮流を確実に防ぐために必要な受電電力の一定量を、少なくして、発電機の負荷率や稼働率を向上させることができる。また、自家発電装置の制御方法では、負荷の急激な減少時に、電力蓄積手段に蓄積または放出される電力の電力値である入出力電力値（Ｆ）を、電力演算部によって演算し、
前記電力変換器によって検出された受電電力値（Ｅ）と、前記電力演算部によって演算された入出力電力値（Ｆ）との差を算出し、この差として算出された電力値（Ｅ０）を受電電力の目標値（Ｍ）から差引いた分の電力を、前記電力蓄積手段に蓄積または放出させるとともに、電力値（Ｅ０）に基づいて発電機の出力を制御することによって、迅速に、負荷の減少に追従して発電出力を減少させることができる。
【００２１】
また本発明は、前記電力蓄積手段に蓄積される電力を、予め設定される重要負荷に供給することを特徴とする。
【００２２】
受電電力調整のために用いる電力蓄積手段に蓄積される電荷を重要負荷に供給するので、商用電源や発電機の出力が低下するような事態が生じても、重要負荷に対しては無停電で確実に電力供給を続けることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の第１形態である自家発電装置１１の概略的な電気的構成を示す。自家発電装置１１は、発電機１２を商用電源に系統連系して接続する際に、逆潮流を防ぐために受電電力調整装置１３を用いる。受電電力調整装置１３は、負荷が少ないときに発電機１２の出力を抑えて、常に一定量以上の電力を商用電源から受電するように制御を行う。発電機１２の設置者の構内配線ライン１４には、商用電源と発電機１２の出力とが接続され、負荷や重要負荷に電力が供給される。
【００２４】
受電電力調整装置１３では、電力入出力部１５、受電電力値入力部１６、商用異常信号入力部１７、および受電電力値出力部１８を、外部との入力または出力用に利用することができる。受電電力値出力部１８には、制御部１９からの制御出力が導出され、発電機１２の制御に用いられる。発電機１２が急峻な負荷の変動に追従することができない間の電力の蓄積や放出は、電力蓄積手段であるキャパシタ２０によって行う。キャパシタ２０に蓄積され、放出される電力は、電力演算部２１で演算して求められる。制御部１９など、受電電力調整装置１３内の各部の動作用電力は、制御用電源部２２から供給される。キャパシタ２０は、電荷を蓄積するので、蓄積する電力はＡＣ／ＤＣ変換部２３で交流から直流に変換する必要がある。ＡＣ／ＤＣ変換部２３は、キャパシタ２０に蓄積されてる電荷を放電する際に、直流を交流に変換することもできる。
【００２５】
電力入出力部１５とＡＣ／ＤＣ変換部２３との間には、遮断器２４、変流器２５、および変圧器２６が設けられる。変流器２５および変圧器２６は、ＡＣ／ＤＣ変換器２３を介してキャパシタ２０に充電または放電される電圧値および電流値をそれぞれ検出する。変流器２５および変圧器２６が検出する電圧値および電流値は、電力演算部２１に入力され、電圧値および電流値の積として、電力値が算出される。制御部１９には、電力演算部２１からのキャパシタ２０に充放電される電力値が入力されるとともに、構内配線ライン１４へ商用電源から受電され、電力変換器２７で電力値に変換される受電電力値が受電電力値入力部１６を介して入力される。
【００２６】
なお、電力変換器２７は、商用電源から第１の遮断器２８を介して構内配線ライン１４が接続される部分に配置され、受電電力を検出する。受電電力調整装置１３および重要負荷、ならびに発電機１２は、第２の遮断器２９を介して第１の遮断器２８に接続される。重要でない負荷は、第１の遮断器２８と第２の遮断器２９との間に接続される。
【００２７】
図２は、図１の実施形態での制御部１９の制御手順を示す。ステップａ０から手順を始め、ステップａ１では商用電源に停電などの異常が生じているか否かを判断する。商用電源に停電などの異常が生じているか否かは、図１２に示すような停電検出装置１０などを用いて判断し、判断結果を表す商用異常信号を利用すればよい。ステップａ１で商用電源に異常が生じていると判断されるときは、本装置の制御を一時停止し、ステップａ２で商用電源が異常から復帰するのを待つ。ステップａ１で商用電源に異常が生じていないと判断されるとき、またはステップａ２で商用電源が異常から復帰したと判断されるときは、ステップａ３に移る。
【００２８】
ステップａ３では、受電電力値入力部１６から入力される現在の受電電力値Ｅと、受電電力調整装置１３内の電力演算部２１で演算されるキャパシタ２０への入出力電力値Ｆとを演算する。入出力電力値Ｆは入力側を正（＋）とする。制御部１９では、電力変換器２７によって検知される受電電力値Ｅと、電力演算部２１で演算される入出力電力値Ｆとの差として、キャパシタ２０への入出力電力Ｆとから、正味の受電電力値Ｅ0 をＥ0 ＝Ｅ−Ｆで求める。演算結果としての受電電力値Ｅ0 は、受電電力調整装置１３内で使用するとともに、受電電力値出力部１８から発電機１２の制御入力として出力される。受電電力値Ｅ0 は、受電電力の目標値Ｍと比較される。Ｅ0 がＭ未満に減少した場合、すなわちＥ0 ＜Ｍであれば、ステップａ４に移り、Ｍ−Ｅ0 の計算に基づいた電力の充電を行い、Ｍ−Ｅ0 分の電力をキャパシタ２０で吸収し、ステップａ３に戻る。なお、本実施形態の受電電力調整装置１３は、目標値Ｍを外部から任意に設定可能な機能を有している。
【００２９】
ステップａ３で、Ｅ0 ＜Ｍでないと判断されるときは、ステップａ５に移り、受電電力値Ｅ0 が発電機１２の受電電力一定制御値Ｋを超えて、Ｅ0 ＞Ｋとなっているか否かを判断する。受電電力値Ｅ0 が受電電力一定制御値Ｋを超過する場合には、ステップａ６で、キャパシタ２０に充電された電力をＥ0 −Ｋの範囲内で放出し、発電電力の一部とともに負荷に供給する。ステップａ６の終了、またはステップａ５でＥ0 ＞Ｋでないと判断されるときは、ステップａ１に戻り、一連の手順を繰返す。
【００３０】
本実施形態の受電電力調整装置１３では、キャパシタ２０の充電または放電で受電電力の調整を行うので、発電機１２の発電電力の調整のみによる場合と比較して、極めて速い追従速度を実現することができる。これによって、受電電力値Ｅ0 を受電電力調整装置１３の容量が大きくなるのに応じて小さくすることが可能となり、発電機１２の負荷率や稼働率の向上に寄与させることができる。
【００３１】
図３は、本発明の実施の第２形態である自家発電装置３１の概略的な電気的構成を示す。本実施形態で図１の実施形態に対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明を省略する。本実施形態では、負荷の急激な減少時に発電機１２から出力される電力を蓄積し、放出することが可能な電力蓄積手段として、受電電力調整装置３３にフライホイール４０を内蔵する。フライホイール４０は、交流モータおよび交流発電機のロータとして回転し、電力を運動エネルギとして貯蔵し、放出することができる。フライホイール４０のドライブのために、ＤＣ／ＡＣ変換部４１が追加され、その制御信号線も追加される。ＤＣ／ＡＣ変換部４１は、ＡＣ／ＤＣ変換部２３で交流を変換した直流を、さらに周波数を変換させた交流に変換する。本実施形態の動作は、基本的に、図１の実施形態と同様である。
【００３２】
ＡＣ／ＤＣ変換部２３の出力側には、図１のキャパシタ２０も接続される。本実施形態の受電電力調整装置３３での蓄電電力の分担としては、キャパシタ２０の方がロスが少なくて済むので、キャパシタ２０への充放電を優先し、キャパシタ２０の容量を超過する分についてはフライホイール４０への充放電を行う。なお、蓄電用のキャパシタ２０がなくとも、受電電力調整装置３３として動作可能である。また、キャパシタ２０やフライホイール４０に代えて、バッテリなどの他の蓄電体を電力蓄積手段として用いることもできる。
【００３３】
図４は、本発明の実施の第３形態である自家発電装置５１の概略的な電気的構成を示す。本実施形態で図１または図３の実施形態に対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明を省略する。本実施形態の受電電力調整装置５３は、図３の受電電力調整装置３３に、抵抗部６０とスイッチ６１とを組合わせた構成を有する。図１や図３の実施形態では、比較的微少な受電電力の調整は充分に可能であるけれども、電気炉のように大電力を使用する負荷の停止時などに対応させようとする場合には、それに見合う大容量の蓄電体が必要になる。このような大容量の電気炉などの停止は、温度調整などでの微少な負荷変動に比較して、極めて低い頻度で生じる。低い頻度に大容量の蓄電体で対応させると、高コストになってしまう。このため、比較的微少な負荷変動に対しては蓄電体を用いて経済的な充放電を行い、それを超える急峻な負荷変動に対しては蓄電体による充放電に加え、抵抗器６０による過剰電力を消費させる構成を採用する。
【００３４】
図５は、図４の実施形態での制御部１９の制御手順を示す。ステップｂ０からステップｂ３までの手順は、図２のステップａ０からステップａ３までの各ステップとそれぞれ同等である。
【００３５】
ステップｂ３でＥ0 ＜Ｍと判断されるときは、ステップｂ４に移り、Ｍ−Ｅ0 の値を、蓄電体の合計容量Ｃと比較する。蓄電体の合計容量は、キャパシタ２０の静電容量や、フライホイール４０に貯蔵可能なエネルギの容量換算値を合計して算出する。比較の結果Ｃ＜Ｍ−Ｅ0 でなければ、蓄電体のみで全て制御可能になるので、ステップｂ５で図２のステップａ４と同様に電力の吸収を行い、ステップｂ３に戻る。ステップｂ４で、Ｃ＞Ｍ−Ｅ0 と判断されるときは、ステップｂ６およびステップｂ７で、Ｃ分までは蓄電体に蓄電し、これを超える部分（Ｍ−Ｅ0 ）−Ｃについては、ステップｂ８で、抵抗器６０のスイッチ６１を超過分投入して消費させる。ステップｂ９では、スイッチ６１を操作して、抵抗器６０を順次切離していく。急峻な負荷変動が生じた場合には、発電機１２の出力は、受電電力一定制御によって低下するので、抵抗器６０はＥ0 −Ｋの値に基づき順次切離す。
【００３６】
図６は、図５のステップｂ７での蓄電体への充電についての制御状態を示す。充電開始後、時間ｔ０が経過するまでは、Ｃの容量を蓄電する。時間ｔ０は、発電機１２の追従遅れを考慮して設定する。時間ｔ０が経過した後、時間ｔ１が経過するまでは、Ｃ／（ｔ０−ｔ１）の傾きに従い、蓄電量を減少させていく。ここで傾きＣ／（ｔ０−ｔ１）は、発電機１２の追従速度以下に設定する。
【００３７】
図５のステップｂ７およびステップｂ９が終了すると、ステップｂ１０でＥ0 ＞Ｋとなっているか否かを判断する。Ｅ0 ＞Ｋと判断されるときだけ、ステップｂ１１で、図２のステップａ６と同様に、蓄電した電力を放電し、ステップｂ１に戻る。
【００３８】
図７、図８および図９は、本発明の実施の第４形態、第５形態および第６形態の自家発電装置６１，７１，８１として、図１、図３および図４の実施形態での受電電力調整装置１３，３３，５３の構成に加え、ＤＣ／ＡＣ変換部６５および安定電力出力部６６を設けた受電電力調整装置６３，７３，８３を含む構成をそれぞれ示す。安定電力出力部６６には、無停電で電力供給を行う最重要負荷を接続する。
【００３９】
図１０は、図７、図８および図９の実施形態に共通な制御手順を示す。ステップｃ０およびステップｃ１は、図５のステップｂ０およびステップｂ１とそれぞれ同等である。ステップｃ２では、受電電力調整機能を停止し、ステップｃ３でUninteruptable Power System からＵＰＳと略称される無停電電源としての機能を開始させる。ステップｃ４以下ステップｃ１３までの各ステップは、図５のステップｂ２以下ステップｂ１１までの各ステップとそれぞれ同等である。すなわち、ステップｃ１からステップｃ４までで、商用電源に異常が発生している場合、受電電力調整装置６３，７３，８３が有している蓄電体を利用したＵＰＳ機能を稼働させる。これは、商用電源に異常が発生した場合、図７〜図９で遮断器２９が解列し、発電機１２は商用電源から切離されることになるので、受電電力調整は不要となる一方、最重要負荷に対しては安定した電力供給が必要となるからである。蓄電体に蓄えられているエネルギは、全て最重要負荷用として利用することができる。
【００４０】
このためには、キャパシタ２０やフライホイール４０の蓄電体には、常に一定以上のエネルギを蓄えている状態とすることが好ましい。したがって、充電電力放出のステップｃ１３では、全帯電エネルギを放出するのではなく、一定以上のエネルギは残す必要がある。これは、最重要負荷への安定電力供給のため、遮断器２９の解列が終了するまでのバックアップエネルギとして必要だからである。ただし、前述のように、このバックアップエネルギは、商用電源に異常が発生した場合に発電機１２が商用電源から切離されることにより継続的な運用が行われ、受電電力調整装置６３，７３，８３に継続的な電力供給を行うことが可能であることから、一般のＵＰＳ装置に比較して、極めて少ないもので対応可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、逆潮無しの条件で自家用発電機を商用電源に系統連系して接続する際に、受電電力一定制御の制御値を減少させることが可能になるので、発電機の負荷率および稼働率を向上させることができる。電力の調整は、負荷の急激な減少時などに、自家発電機から出力される電力を蓄積し、放出することが可能な電力蓄積手段を用いて行うので、一旦蓄積した電力は放出させて負荷に供給し、再利用することができるので、有効な電力エネルギの損失を少なくすることができる。
【００４２】
また本発明によれば、たとえば電気炉などのような大電力を使用する負荷の急峻な負荷変動などに対しては、たとえば抵抗器などの電力消費手段で余剰の電力を消費させるので、大容量の電力蓄積手段を用いる必要がなく、コスト低減も図ることができる。
【００４３】
また本発明によれば、電力蓄積手段を重要な負荷に対する無停電電源として利用することができる。自家用発電機と組合わせるので、通常の無停電電源装置と比較して、電力蓄積手段の容量を極めて小さくすることができる。
【００４４】
さらに本発明によれば、負荷の急激な減少時に発電機から発電される余分な電力を吸収しながら、発電機の出力を低下させる制御を迅速に行い、自家発電の効率および信頼性を高めることができる。
【００４５】
さらに本発明によれば、発電機を商用電源に系統連系して接続する際に、逆潮流を防ぐため、常に一定量以上の電力を受電するような制御を行う際に、負荷の急激な減少時には発電機から出力される余分な電力を電力蓄積手段に蓄積して吸収するので、受電電力の一定量を少なくして、発電機の負荷率や稼働率を向上させることができる。
【００４６】
また本発明によれば、発電機と電力蓄積手段とを組合わせて、重要負荷への無停電で安定な電力供給を行い、電力蓄積手段の容量を小さくして、コスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態である自家発電装置１１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１の実施形態の制御手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の第２形態である自家発電装置３１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の第３形態である自家発電装置５１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図５】図４の実施形態の制御手順を示すフローチャートである。
【図６】図５のステップｂ７での蓄電量の制御についての考え方を示すグラフである。
【図７】本発明の実施の第４形態である自家発電装置６１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の第５形態である自家発電装置７１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の第６形態である自家発電装置８１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図１０】図９の実施形態の制御手順を示すフローチャートである。
【図１１】従来からの受電電力一定制御の考え方を示すグラフである。
【図１２】従来からの商用電源異常時の重要負荷停電回避のための電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１，３１，５１，６１，７１，８１自家発電装置
１２発電機
１３，３３，５３，６３，７３，８３受電電力調整装置
１９制御部
２０キャパシタ
２１電力演算部
２３ＡＣ／ＤＣ変換部
２４，２８，２９遮断器
４０フライホイール
４１，６５ＤＣ／ＡＣ変換部
６０抵抗器
６１スイッチ
６６安定電力出力部

Claims

発電機を商用電源に系統連系して接続する際に、逆潮流を防ぐため、負荷が少ないときに発電機の出力を抑えて、常に一定量以上の電力を受電するように制御を行う受電電力調整装置において、
負荷の急激な減少時に発電機から出力される電力を蓄積し、放出することが可能な電力蓄積手段と、
前記商用電源から受電する電力の電力値である受電電力値（Ｅ）を検出する電力変換器と、
前記電力蓄積手段に蓄積または放出される電力の電力値である入出力電力値（Ｆ）を演算する電力演算部と、
前記電力変換器によって検出された受電電力値（Ｅ）と、前記電力演算部によって演算された入出力電力値（Ｆ）との差を算出し、この差として算出された電力値（Ｅ０）を受電電力の目標値（Ｍ）から差引いた分の電力を、前記電力蓄積手段に蓄積または放出させるとともに、電力値（Ｅ０）に基づいて発電機の出力を制御する発電制御手段とを含むことを特徴とする受電電力調整装置。
前記電力蓄積手段は、常時の微少な負荷変動として予め設定される範囲の電力を蓄積可能な容量を有し、
該範囲を超える過剰な電力を消費可能な電力消費手段をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の受電電力調整装置。
前記電力蓄積手段に蓄積される電力を、負荷に直接供給可能な蓄積電力供給手段をさらに含むことを特徴とする請求項１または２記載の受電電力調整装置。
請求項１〜３のいずれか１つに記載の受電電力調整装置と、
該受電電力調整装置の発電制御手段によって出力が制御される発電機とを含むことを特徴とする自家発電装置。
商用電源に系統連系して接続され、逆潮流を防ぐため、負荷の少ないときでも常に一定量以上の電力を受電するように制御を行いながら、発電機の出力を制御する自家発電装置の制御方法において、
負荷の急激な減少時に発電機から出力される電力を蓄積し、蓄積された電力を負荷に放出することが可能な電力蓄積手段を、発電機の出力線に接続しておき、
前記商用電源から受電する電力の電力値である受電電力値（Ｅ）を、電力変換器によって検出し、
前記電力蓄積手段に蓄積または放出される電力の電力値である入出力電力値（Ｆ）を、電力演算部によって演算し、
前記電力変換器によって検出された受電電力値（Ｅ）と、前記電力演算部によって演算された入出力電力値（Ｆ）との差を算出し、この差として算出された電力値（Ｅ０）を受電電力の目標値（Ｍ）から差引いた分の電力を、前記電力蓄積手段に蓄積または放出させるとともに、電力値（Ｅ０）に基づいて発電機の出力を制御することを特徴とする自家発電装置の制御方法。
前記電力蓄積手段に蓄積される電力を、予め設定される重要負荷に供給することを特徴とする請求項５記載の自家発電装置の制御方法。